THUYẾT-MINH.docx

Đại học Đà Nẵng Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Trường đại học Bách khoa Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Khoa : Cơ khí Bộ môn : Cơ Điện tử Nhiệm vụ Đồ án môn học Thiết kế Máy Họ và tê

Đại học Đà Nẵng Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam

Trường đại học Bách khoa Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Khoa : Cơ khí

Bộ môn : Cơ Điện tử

Nhiệm vụ

Đồ án môn học Thiết kế Máy

Họ và tên sinh viên : Cao Văn Đông

* Lời nói đầu

* Giới thiệu về nguyên lý của các hệ thống nâng hàng

* Thiết kế động học toàn máy

* Tính toán sức bền và thiết kế kết cấu các bộ phận chính của máy:

- Tính công suất động cơ

- Tính toán thiết kế hệ truyền động

- Lập bảng thống kê kích thước, vật liệu các chi tiết máy

- Mục lục, tài liệu tham khảo

4.Các loại bản vẽ:

- Bản vẽ sơ đồ động toàn máy : 1A3

5 Thời gian thực hiện:

Giáo viên hướng dẫn

PGS.TS Trần Xuân Tùy

Lời nói đầu

Đồ án thiết kế máy là một môn học quan trọng và không thể thiếu đối với sinh viên cơ khí Trong các chương trình đào tạo Kỹ sư Cơ khí là bước đầu cho sinh viên làm quen với quy trình, phương pháp thiết kế, Chế tạo một chi tiết trong thực tế, giúp sinh viên có một

tư duy logic Nhằm giúp sinh viên củng cố lại kiến thức đã học ở các môn như Truyền động cơ khí, Sức bền vật liệu, Vẽ kỹ thuật, Vẽ kỹ thuật cơ khí, Kỹ thuật đo cơ khí,…và

kỹ năng sử dụng những ứng dụng hỗ trợ trong quá trình thiết kế như Autocad, Autocad Mechanical,…Thông qua quá trình làm đồ án thiết kế máy thì đã giúp cho sinh viên có kiến thức cơ sở và dần dần hiểu rõ hơn về kết cấu máy và quá trình khi thiết kế máy, nhằm tính toán thiết kế máy theo các chỉ tiêu chủ yếu về khả năng làm việc, thiết kế kết cấu chi tiết máy, vỏ khung, chọn cấp chính xác, lắp ghép và phương pháp trình bày bản

vẽ

Hộp giảm tốc là một cơ cấu truyền động nhờ sự ăn khớp trực tiếp giữa các bánh răng, trục vít, bánh vít,… với tỷ số truyền không đổi, được dùng để giảm vận tốc góc và tăng momen xoắn, đây là bộ phận trung gian giữa động cơ và máy công tác Hộp giảm tốc là một bộ phận quan trọng trong nhiều dây chuyển thiết bị công nghiệp

Trong đồ án lần này, em được giao nhiệm vụ “Thiết kế hộp giảm tốc trục vít – bánh vít” Trong quá trình làm đồ án, em đã tìm hiểu được quá trình thiết kế một chi tiết máy, cách tính toán động học cho các hệ thống dẫn động của hộp giảm tốc, phương pháp thiết

kế các bộ truyền, xác định kết cấu các chi tiết và kiểm nghiệm độ bền của chúng

Vì đây là lần đầu tiên làm đồ án, chưa có kinh nghiệm và tìm hiểu với lượng kiến thức tổng hợp nhiều môn nên sẽ có những phần chưa hoàn toàn nắm vững, và trong quá trình làm cũng có thể có những sai sót nhỏ Em hy vọng nhận được sự góp ý và hướng dẫnthêm từ các Thầy để em có thêm kinh nghiệm và hoàn thành tốt hơn với những đồ án sau này

Em xin cảm ơn Thầy PGS.TS Trần Xuân Tùy là người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án

Sinh viên thực hiện

Cao Văn Đông

Mục lục

Lời nói đầu 3

Mục lục 4

CHƯƠNG1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG NÂNG HÀNG 7

1.1 Khái niệm 7

1.2 Phân loại 7

1.3 Cấu tạo của cơ cấu nâng 7

1.3.1 Kết cấu kim loại 8

1.3.2 Cơ cấu truyền động 9

1.3.3 Thiết bị an toàn 10

1.4 Các chi tiết và bộ phận trong máy nâng 10

1.4.1 Dây 10

1.4.2 Tang cuốn dây 12

1.4.3 Bộ phận mang vật 12

CHƯƠNG2 : THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY 16

2.1 Phân tích và lựa chọn phương án 16

2.2 Tính toán động học 19

2.2.1 Chọn động cơ 19

2.2.2 Phân bố tỷ số truyền 21

2.2.3 Lập bảng thông số động học 22

CHƯƠNG3 : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT – BÁNH VÍT 23

3.1 Chọn vật liệu 23

3.2 Định ứng suất cho phép 23

3.2.1 Ứng suất tiếp cho phép [σH] 23

3.2.2 Ứng suất uốn cho phép [σF] 24

3.2.3 Ứng suất cho phép khi quá tải 25

3.3 Tính toán truyền động trục vít về độ bền 25

3.3.1 Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền 25

3.3.2 Kiểm nghiệm vận tốc trượt, hiệu suất, và hệ số tải trọng 26

3.3.3 Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc 27

3.3.4 Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền uốn 27

3.3.5 Kiểm nghiệm độ bền của răng bánh vít khi chịu quá tải 28

3.3.6 Các thông số chủ yếu của bộ truyền 29

3.3.7 Tính lực tác dụng 31

3.3.8 Kiểm nghiệm sức bền và độ cứng uốn của thân trục vít 32

3.4 Tính toán về nhiệt trong bộ truyền trục vít 32

CHƯƠNG4 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN 34

4.1 Thiết kế trục 34

4.1.1 Chọn vật liệu 34

4.1.2 Tính sức bền trục 34

4.2 Chọn và kiểm nghiệm then 47

CHƯƠNG5 : THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC (Ổ LĂN) 50

5.1 Tính toán ổ lăn cho trục 1 50

5.1.1 Chọn ổ lăn 50

5.1.2 Chọn kích thước ổ lăn 51

5.2 Tính toán ổ lăn cho trục 2 52

5.2.1 Chọn ổ lăn 52

5.2.2 Chọn kích thước ổ lăn 53

5.3 Chọn kiểu lắp ổ lăn 53

5.3.1 Cố định trục theo phương dọc trục 54

5.3.2 Che kín ổ lăn 54

5.3.3 Bôi trơn ổ lăn 54

CHƯƠNG6 : CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC 55

6.1 Vỏ hộp 57

6.2 Các chi tiết khác 57

6.2.1 Bu lông vòng hoặc vòng móc 57

6.2.2 Chốt định vị 57

6.2.3 Cửa thăm 58

6.2.4 Nút thông hơi 58

6.2.5 Nút tháo dầu 59

6.2.6 Kiểm tra mức dầu 59

6.3 Nối trục vòng đàn hồi 60

6.4 Bôi trơn hộp giảm tốc 62

CHƯƠNG7 : XÁC ĐỊNH KIỂU LẮP 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG NÂNG HÀNG

1.1 Khái niệm

Thang nâng hàng là thiết bị dùng để vận chuyển hàng hóa như vật liệu, cấu kiện… cho các công trình xây dựng cao tầng, nhà xưởng, các nhà máy chế tạo…Giúp cho việc vận chuyển hàng hóa lên xuống giữa các tầng nhanh chóng và nhẹ nhàng hơn, giảm sức lao động, tiết kiệm thời gian và đặc biệt là tránh làm hư hỏng các hàng hóa khi vận chuyển

1.2 Phân loại

Vận thăng được phân loại theo các tiêu chí sau:

a.Theo cấu tạo

- Vận thăng tự do: Thích hợp với công trình có nhu cầu trọng lượng ít, chịu tải nhẹ, cấu tạo đơn giản, dễ dàng di chuyển, vận chuyển

- Vận thăng dựa tường: Chỉ nâng được tải trọng tối đa 500 kg và chiều cao từ 9m đến 100m Một hạn chế nữa là thiết bị chuyển động theo phương thẳng đứng nên hạn chế không gian phục vụ

- Vận thăng lồng: Có thể chịu tải từ 1 đến 2 tấn vật liệu, đáp ứng cho các công trình xây dựng lớn, có cấu tạo phức tạp và giá thành cao

b Theo cách nâng bàn

- Vận thăng loại cáp kéo

- Vận thăng loại tự leo

c Theo công dụng

- Vận thăng chở hàng

- Vận thăng chở hàng và người

1.3 Cấu tạo của cơ cấu nâng

Thang nâng hàng bao gồm các kết cấu kim loại, cơ cấu truyền động, hệ thống điện điều khiển, thiết bị an toàn

- Bàn nâng hàng

- Khung thân vận thăng

- Puly dẫn hướng cáp

- Tang quấn cáp

1.3.1 Kết cấu kim loại

Gồm : Khung đế, đốt khung thân, giằng tường, bàn nâng, cần tự lắp

- Khung đế: là bộ phận cơ bản liên kết thiết bị với nền móng bê tông, để định vị, lắp ghép các bộ phận của thiết bị như : khung thân, motor, hộp giảm tốc, tang cáp, puly dẫn hướng cáp

- Bàn nâng hàng: Là bộ phận quan trong nhất của vận thăng dùng để nâng vật liệu, được chế tạo từ hệ khung thép, phần thân có các con lăn hướng dẫn

- Cần tự lắp: Gồm móc cẩu, cần, puly hướng dẫn cáp, cơ cấu cuốn cáp và cáp nâng Dùng

để cẩu các bộ phận của vận thăng như : Giằng tường, đốt tiêu chuẩn khi nâng chiêu cao của vận thăng

Yêu cầu:

+ Đủ độ bền, độ bền mỏi, nhằm đảm bảo khả năng chịu tác dụng của tải trọng trong quá trình làm việc mà không bị phá hủy

+ Đủ độ cứng, nhằm đảm bảo chuyển vị, dao động trong giới hạn cho phép

+ Đủ độ ổn định, nhằm đảm bảo không thay đổi vị trí và hình dáng trong quá trình làm việc

+ Đảm bảo tính thẩm mỹ

Hình 1.2: Kết cấu kim loại của vận thăng nâng hàng

1.3.2 Cơ cấu truyền động

Cơ cấu truyền động được bố trí trên khung đế có nhiệm vụ nâng hạ bàn nâng hàng thông qua hệ thống cáp tải và tang cuốn cáp

Hình 1.3: Cơ cấu truyền động của vận thăng nâng hàng

Cơ cấu truyền động có các bộ phận:

- Bộ phận phát động ( Động cơ 1): Để cung cấp động lực cho cơ cấu hoạt động

- Bộ phận trền dẫn động (Hộp giảm tốc): Dùng để truyền chuyển động và thang đổi tốc

độ ( Thường dùng hộp giảm tốc trục vít bánh vít cho thang nâng hàng)

- Bộ phận phanh hãm 2 : Để giảm tốc độ và dứng chuyển động, đảm bảo an toàn trong

sử dụng máy

- Bộ phận lợi lực ( Palăng 5) : Để thực hiện nâng được vật có khối lượng lớn bằng sức

người hoặc động cơ có công suất nhỏ

1.3.3 Thiết bị an toàn

Gồm có 2 loại : Thiết bị báo hiệu và thiết bị bảo hiểm

- Thiết bị báo hiệu dùng để cảnh báo cho người sử dụng biết trạng thái an toàn hay nguy hiểm Thiết bị cảnh báo thường dùng ánh sáng hoặc âm thanh

+ Ánh sáng thường dùng màu đỏ ứng với trạng thái nguy hiểm, màu xanh ứng với trạng thái an toàn Ánh sáng không gây phiền hà cho người xung quanh nhưng mức độ cảnh báo không cao, người sử dụng ít chú ý

+ Âm thanh thường dùng dạng còi báo động, khi có sự cố sẽ hú còi Âm thanh gây sự chú ý rất lớn nên có thể gây phiền hà cho những người xung quanh

- Thiết bị bảo hiểm dùng để ngăn ngừa các sự cố xảy ra Thiết bị bảo hiểm thường dùng dạng rơ le và cữ hành trình

+ Rơ le dùng để hạn chế tải trọng hoặc hạn chế tốc độ Khi bị quá tải hoặc tốc độ vượt quá giới hạn cho phép rơ le sẽ ngắt điện, cơ cấu máy ngừng chuyển động

+ Cữ hành trình(Công tắc giới hạn hành trình) thường đặt ở cuối hành trình chuyển động của bộ phận máy nhằm chống xô, giới hạn chiều cao nâng

1.4 Các chi tiết và bộ phận máy trong máy nâng

a Cáp thép

Hình 1.4: Hình ảnh cáp thép dùng trong máy nâng

- Cáp thép được chế tạo trong nhà máy chuyên môn hóa Đường kính của cáp được tiêu

chuẩn hóa, cáp được chế tạo với chiều dài rất lớn

- Cáp thép có các loại : Cáp đơn, cáp kép (cáp bện đôi), cáp bện ba; cáp lõi thép, cáp lõi

chỉ (sợi đay, gai); cáp bện xuôi (cáp song song), cáp bện chéo (cáp chống xoắn)

- Những điểm cần lưu ý khi sử dụng:

+ Nguyên nhân hỏng: Do mỏi, mòn, dập, dão (tự dãn dài) hoặc do nhiệt độ làm việc quá cao

+ Chăm sóc bôi trơn đầy đủ

+ Trong quá trình sử dụng, các sợi thép trong cáp bị đứt (nở) dần từng sợi, khi số sợi thép đứt đủ nhiều mới thay cáp

b Xích hàn

Chế tạo bằng dây thép tiết diện tròn, đường kính d, vật liệu thép CT25, CT30 có giới

hạn bền σb từ 370 đến 450 MPa, được tráng kẽm

Hình 1.5: Xích hàn

Xích hàn có các loại: Xích hàn bước ngắn ( bước xích px < 3d); xích hàn bước dài (bước xích px > 3d); xích hàn chính xác (dung sai của bước xích ± 0,03d); xích hàn

thường (dung sai của bước xích ± 0,1d)

Trong máy nâng,tang kết hợp với cáp để biến chuyển động quay thành chuyển động

tịnh tiến, thực hiện nâng hạ vật

Tang được chế tạo bằng phương pháp đúc hoặc hàn, vật liệu là gang xám hoặc thép

Để liên kết vật nâng với cơ cấu nâng Bộ phận mang có nhiều kiểu khác nhau, có loại

vạn năng, có loại chuyên dùng

a Móc

Là loại bộ phận mang vạn năng Vật nâng được buộc bằng dây, dây được treo lên móc,

để liên kết với cơ cấu nâng

Vật liệu chế tạo móc thường dùng là thép C20, C25 (có giới hạn bền 420MPa và

500Mpa)

Là bộ phận mang chuyên dùng, Thích hợp cho các vật liệu rời vụn (như cát, sỏi, đất,

bùn, than,…) Gầu ngoạm được đúc bằng gang trong nhà máy chuyên môn hóa

Gầu ngoạm gồm các loại: Một dây kéo, hai dây kéo, loại bốn dây kéo Loại hai dây kéo được dùng nhiều nhất

Hình 1.11: Gầu ngoạm

e Bộ phận lợi lực (Pa lăng)

Bộ phận lợi lực sử dụng trong máy nâng với mục đích dùng 1 lực kéo cáp nhỏ để nâng

một vật có trọng lượng lớn

Pa lăng gồm các ròng rọc cố định, các ròng rọc động và dây cáp vòng qua các ròng rọc

Hình 1.12: Pa lăng lợi lực

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ CỦA MÁY

2.1 Phân tích và lựa chọn phương án

Thông số ban đầu:

- Tải trọng : m = 200kg

- vận tốc nâng : v = 25 m/phút

- Trọng lượng của bàn nâng : m1 = 100 kg

- Chiều cao nâng: 4 tầng ( H = 18m mỗi tầng khoảng 4.5m)

- Thời gian làm việc : t = 12000 giờ

Phương án 1: Sử dụng hệ thống truyền động trục vít – bánh vít

Hình 2.1a: Sơ đồ hệ truyền động thang nâng hàng dùng hộp giảm tốc trục vít – bánh vít

1 Động cơ; 2.Khớp nối; 3 phanh điện từ; 4 Hộp giảm tốc trục vít-bánh vít;

5.Tang cuốn; 6.tải nâng

a Ưu điểm

+ Tỉ số truyền lớn trong một cấp

+ Làm việc êm, không ồn như bộ truyền bánh răng hoặc xích

+ Có khả năng tự hãm, chuyển động không thể truyền ngược lại từ bánh vít đến trục vít

+ Có độ chính xác động học cao

b Nhược điểm

+ Hiệu suất thấp, sinh nhiệt nhiều do có vận tốc trượt lớn

+ Vật liệu chế tạo bánh vít làm bằng kim loại màu để giảm ma sát nên khá đắt tiền + Yêu cầu cao về độ chính xác lắp ghép

c.Phạm vi sử dụng

+ Chỉ sử dụng cho phạm vi công suất < 60kW

+ Có tỉ số truyền lớn nên được sử dụng rộng rãi trong các cơ cấu phân độ

+ Có khả năng tự hãm nên thường sử dụng trong các cơ cấu nâng

Phương án 2: : Sử dụng hệ thống truyền động bánh răng trụ răng thẳng

Hình 2.1a: Sơ đồ hệ truyền động thang nâng hàng dùng hộp giảm tốc

bánh răng trụ thẳng

1 Động cơ; 2 với 5 khớp nối; 3 Phanh điện từ ; 4 Hộp giảm tốc

bánh răng trụ thẳng; 6 Tang; 7.tải nâng

a Ưu điểm

+ Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn

+ Tỷ số truyền không đổi do không có hiện tượng trượt trơn

+ Hiệu suất cao: 0.97 ÷ 0.99 trong một cấp

+ Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy như đối với hộp giảm tốc công dụng chung, tuổi thọ có thể đạt 30000h

b Nhược điểm

+ Công nghệ cắt răng phức tạp

+ Yêu cầu cao về độ chính xác chế tạo cũng như lắp ráp

+ Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn

Phương án 3: Sử dụng hệ thống bánh răng côn – trụ

Hình 2.1c: Sơ đồ truyền động thang nâng hàng sử dụng

hộp giảm tốc bánh răng côn-trụ

1 Động cơ; 2 và 5 khớp nối; 3 phanh điện từ;

4 hộp giảm tốc bánh răng côn-trụ; 6 tang; 7.Tải nâng Đặc điểm:

+ Giá thành đắt hơn do phải có dao và thiết bị chuyên dùng để tạo bánh răng côn, ngoài ra dung sai về kích thước và răng còn phải đảm báo góc giữa 2 trục

+ Lắp ghép khó khăn vì bộ truyền bánh răng côn rất nhạy với sự không trùng đỉnh của côn lăn do sai số chế tạo và lắp ghép, do biến dạng của trục khi chịu tải và biến dạng trục + Khối lượng và kích thước lớn hơn bánh răng trụ

Qua phân tích cả 3 phương án trên, ta chọn phương án 1 sẽ phù hợp với yêu cầu đặt ra

Trong đó : g là gia tốc trọng trường(g = 9,81 m/s2)

- Lực đặt lên tang cuốn (puli) :

Trong đó: v : vận tốc nâng (v = 25 m/phút)

Dt = 250mm: Đường kính tang

=> nt = 60.10

3 (25/60) π.250 ≈ 32 vòng/phút

- Công suất làm việc trên trục tang khi nâng đầy tải :

Tra bảng 2.1 trong sách thiết kế chi tiết máy có:

bt : hiệu suất bộ truyền trục vít bánh vít, chọn bt = 0,75

k : hiệu suất của khớp, chọn k = 1

o : hiệu suất của ổ lắn , chọn o = 0,995

tn1 - thời gian đưa hàng vào ,chọn tn1 = 25 (s)

tn2 - thời gian đưa hàng ra ,chọn tn2 = 25(s)

tck - thời gian chu kì , tck = tlv + tn1 + tn2 = 86 +25+25 = 136 (s)

- Công suất tương đương (đẳng trị) của động cơ :

Trong đó : nt - số vòng quay của trục tang quay(nt = 32 vòng/phút)

u - tỉ số truyền của bộ truyền trục vít – bánh vít ( u = 10 ÷ 40)

32 ≈ 30

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT – BÁNH VÍT

3.1 Chọn vật liệu

- Yêu cầu

Do trong bộ truyền trục vít xuất hiện vận tốc trượt lớn, đồng thời điều kiện hình thành

mảng dầu bôi trơn không thuận lợi nên mòn và dính xảy ra tương đối nhiều.Vậy cần phải phối hợp vật liệu trục vít và bánh vít sao cho hệ số ma sát f thấp, ít bị dính và lâu mòn Ngoài ra, do tỷ số truyền u lớn làm cho tần số chịu tải của trục vít lớn hơn nhiều so với bánh vít nên vật liệu trục vít phải có cơ tính cao hơn vật liệu bánh vít

Do vậy, thường chọn trục vít bằng thép ăn khớp với bánh vít làm bằng vật liệu giảm ma sát, tính chống dính như đồng thanh, gang

- Bánh vít :

Vận tốc trượt tính theo công thức:

vt = 4,5.10-5.n1.√T3 2

Trong đó : n1 -số vòng quay của trục vít (trục 1), n1 = 950 vòng/phút

T2 –mô men xoắn trên trục bánh vít (trục 2), T2 = 890 835,94 N.mm

Khi đó: vt = 4,5.10-5.950.√890 835,94 3 ≈ 4,11 m/s

Vì vt = 4,11 m/s < 5m/s =>chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh nhôm sắt ƂpA ж

9-4, đúc trong khuôn cát, tra bảng 7.1 tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 có:

σb = 400 MPa (N/mm2): giới hạn bền kéo

σch = 200 MPa (N/mm2): giới hạn bền chảy

- Trục vít : Thép C45 tôi bề mặt , được mài và đánh bóng cẩn thận, có độ rắn HRC = 50

3.2 Định ứng suất cho phép

3.2.1 Ứng suất tiếp xúc cho phép [σ H ]

Bánh vít được làm từ vật liệu đồng thanh không thiết ( đồng thanh nhôm sắt ƂpA ж

9-4) dạng hỏng về dính đặt biệt nguy hiểm ứng suất tiếp xúc cho phép [σtx] được xác định

theo điều kiện chống dính, phụ thuộc vào vận tốc trượt (vt = 4,11m/s), không phụ thuộc vào số chu kì chịu tải

Tra bảng 7.2 của tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1:

[σH] = 157,8 MPa (hay N/mm2)

3.2.2 Ứng suất uốn cho phép [σ F ]

Do bánh vít làm bằng đồng thanh, ứng suất uốn cho phép được xác định:

[σF] = [σF0].KFL

Trong đó: [σF0] - ứng suất uốn cho phép ứng với chu kì chịu tải là 106

Với bộ truyền làm việc 2 chiều :

Với 𝑁𝐹𝐸 = 60 ∑(𝑇2𝑖/𝑇2𝑚𝑎𝑥)9 𝑛2𝑖𝑡𝑖 : số chu kì thay đổi ứng suất tương đương

Trong đó : T2i – mômen xoắn trên bánh vít ở chế độ thứ i

n2i - số vòng quay của bánh vít ở chế độ thứ i

ti - số giờ làm việc ở chế độ thứ i

T2max – mômen xoắn lớn nhất trong các mômen xoắn T2i

Chỉ lấy ở một chế độ làm việc (i =1) nên có:

3.2.3 Ứng suất cho phép khi quá tải

Do bánh vít được làm bằng đồng thanh không thiếc có:

𝑚 – Hệ số đường kính trục vít, được tiêu chuẩn hóa theo môđun tiêu chuẩn m,

d1- đường kính mặt trụ chia của trục vít

- Tính sơ bộ q theo công thức thực nghiệm:

m = 2𝑎𝑤

𝑍2+𝑞 = 2.225

60+14 = 6,08 mm Theo bảng 7.3 của tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 chọn môđun tiêu chuẩn

=> x = (222/6) – 0,5.(14+60) = 0 (thỏa điều kiện)

- Vận tốc trượt tính theo công thức ( x = 0):

𝑣𝑡 = 𝑚𝑛1

19100 √𝑍12+ 𝑞2 => 𝑣𝑡 = 6.950

19100. √22+ 142 ≈ 4,22 m/s Phù hợp với dự đoán khi chọn vật liệu bánh vít

- Hiệu suất của bộ truyền trục vít:

ηbt = 0,95 𝑡𝑔(𝛾)

𝑡𝑔(𝛾+ 𝜑) ( kể đến mất mát công suất do khuấy dầu)

Trong đó:

γ –Góc xoắn vít trên mặt trụ chia ( γ = arctg(Z1 / q) = arctg(2/14) ≈ 8,13º)

φ – góc ma sát, tra bảng 7.4 của tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1

có φ = 2,21º

Suy ra : ηbt = 0,95 𝑡𝑔(8,13°)

𝑡𝑔(8,13°+ 2,21°) ≈ 0,78 , độ sai lệch

0,78−0,75 0,75 = 4% có thể chấp

nhận được

- Hệ số tải trọng

KH = KHβ.KHv

Trong đó: KHβ –Hệ số tập trung tải trọng

Ứng suất tiếp xúc xuất hiện trên mặt răng bánh vít của bộ truyền phải thỏa mãn điều kiện

q = 14 -Hệ số đường kính trục vít

aw = 222 mm –Khoảng cách trục của bộ truyền

T2 = 890 835,94 N.mm –mômen xoắn trên trục bánh vít

3.3.4 Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền uốn

Công thức kiểm nghiệm độ bền uốn của răng bánh vít:

𝜎𝐹 = 1,4.𝑇2.𝑌𝐹.𝐾𝐹

𝑏2.𝑑2.𝑚𝑛 ≤ [𝜎𝐹] Trong đó:

T2 –Mômen xoắn của trục bánh vít(T2 = 890 835,94 N/mm2)

YF –Hệ số dạng răng

Có zv = 𝑍2

cos (𝛾) 3 = 60

cos (8,13°) 3 = 61,85 Tra bảng 7.8 (Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1)

=> Đảm bảo về điều kiện bền uốn

Để tránh biến dạng dư hoặc dính bề mặt răng, ứng suất tiếp xúc cực đại không được vượt quá một giá trị cho phép:

Đường kính vòng chia của trục vít : d1 = q.m = 14.6 = 84mm

Đường kính vòng lăn của trục vít: dw1 = (q + 2x).m = (14+2.0).6 = 84mm

3.3.8 Kiểm nghiệm sức bền và độ cứng uốn của thân trục vít

Do trục vít một đầu lắp hai ổ lăn đỡ chặn còn đầu kia lắp ổ lăn đỡ :

E : mô đun đàn hồi của trục vít, E = 2,1.105 N/mm2

Ft1, Ft2, Fr : Lực vòng trên trục vít, lực vòng trên bánh vít và lực hướng tâm (N)

d1 : Đường kính vòng chia của trục vít (mm) (d1 = 84 mm )

l : khoảng cách giữa 2 gối tựa trên trục vít

3.4 Tính toán về nhiệt trong bộ truyền trục vít

Do tổn thất công suất trong truyền động trục vít lớn, nhiệt sinh ra nhiều nên bộ truyền

làm việc không ổn định hoặc hư hỏng

Cần tính nhiệt cho bộ truyền theo điều kiện:

𝑡1 = 𝑡0+ 1000.𝑃1.(1−𝜂)

𝐾𝑇.𝐴.(1+𝜓).𝛽 ≤ [𝑡]

Trong đó: t1 –Nhiệt độ của dầu (ºC)

t0 –Nhiệt độ môi trường xung quanh (t0 = 25 ºC)

P1 –Công suất trên trục vít ( P1 = 2,985 KW)